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DE10336499A1 - Engine control for a common rail fuel system using overflow fuel determination - Google Patents

Engine control for a common rail fuel system using overflow fuel determination Download PDF

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DE10336499A1
DE10336499A1 DE10336499A DE10336499A DE10336499A1 DE 10336499 A1 DE10336499 A1 DE 10336499A1 DE 10336499 A DE10336499 A DE 10336499A DE 10336499 A DE10336499 A DE 10336499A DE 10336499 A1 DE10336499 A1 DE 10336499A1
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DE
Germany
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fuel
amount
pressure
overflow
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10336499A
Other languages
German (de)
Inventor
James E. Canton McCarthy jun.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Detroit Diesel Corp
Original Assignee
Detroit Diesel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Detroit Diesel Corp filed Critical Detroit Diesel Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

System und Verfahren zur Motorsteuerung, das eine Überlaufkraftstoffmenge zur Verwendung bei der Steuerung des Drucks eines Common-Rail-Kraftstoffsystems bestimmt. In einer Ausgestaltung wird eine Überlaufkraftstoffannahme bestimmt, basierend auf einem Leitungsdruck und einer Motordrehzahl. In einer weiteren Ausgestaltung wird eine Überlaufkraftstoffannahme bestimmt, basierend auf einer Leckagemenge und einer Überlaufsteuerungsmenge. Die Leckagemenge repräsentiert die Menge des Kraftstoffs, der durch die internen Passagen innerhalb des Injektors durchgelassen wurde und basiert allein auf dem Leitungsdruck. Die Überlaufsteuerungsmenge basiert auf dem Leitungsdruck und der Injektorerregungszeit. Die Überlaufsteuerungsstoffmenge repräsentiert den Kraftstoff, der zur Ansteuerung des Injektors gebraucht wird, um den eingespritzten Kraftstoff während des Verbrennungszykluss in den Zylinder zu lassen. Eine genauere Bestimmung der Menge des gepumpten Kraftstoffs, basierend auf dem Überlaufkraftstoff und dem eingespritzten Kraftstoff, kann beispielsweise zur Verbesserung der Common-Rail-Leitungsdrucksteuerung verwendet werden.Engine control system and method that determines an amount of overflow fuel for use in controlling the pressure of a common rail fuel system. In one embodiment, an overflow fuel acceptance is determined based on a line pressure and an engine speed. In another embodiment, an overflow fuel assumption is determined based on a leakage amount and an overflow control amount. The amount of leakage represents the amount of fuel that has passed through the internal passages inside the injector and is based solely on the line pressure. The overflow control amount is based on the line pressure and the injector excitation time. The overflow control amount of fuel represents the fuel needed to drive the injector to admit the injected fuel into the cylinder during the combustion cycle. A more accurate determination of the amount of fuel pumped based on the overflow fuel and the injected fuel can be used, for example, to improve common rail pressure control.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

1. Feld der Erfindung1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines Mehrfachzylinderverbrennungsmotors mit einem Common-Rail-Kraftstoffsystem, das eine Ermittlung eines Kraftstoffüberlaufs benutzt.The present invention relates relates to a system and method for controlling a multi-cylinder internal combustion engine with a common rail fuel system that is identifying a Fuel overflow used.

2. Stand der Technik2. State of the art

Common-Rail-Kraftstoffsysteme werden in verschiedenen Arten von Mehrfachzylinderverbrennungskraftmaschinen, wie z.B. einem Dieselmotor, verwendet. Ein Druckspeicher oder eine Druckleitung wird verwendet, um Kraftstoff zu Einspritzeinrichtungen oder Düsen, die jedem Zylinder des Motors zugeordnet sind, zu leiten. Ein Motorsteuerungsmodul ist mit verschiedenen Motorkomponenten verbunden einschließlich eine oder mehrere Kraftstoffpumpen und Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, um den zu jedem Zylinder gelieferten Kraftstoff zu messen, d.h. die Menge und den Zeitpunkt der Kraftstoffabgabe zu überwachen, um letztendlich die Funktion und die Emissionen des Motors zu steuern. Der Zeitpunkt und die Menge der Kraftstoffabgabe zu jedem Zylinder in einem oder mehren Einspritzvorgängen während jedes Verbrennungszyklusses hängt teilweise von dem Druck in der Common-Rail-Leitung, der Erregungszeit des Einspritzmagneten und von der elektromagnetischen Reaktion des Einspritzers/Einspritzvorrichtung ab. Konventionelle Regelungstheorien unter Anwendung von proportionaler (P), integraler (I) und/oder differenzialer (D) Regelung, oft in Kombination mit einer Optimalwertsteuerung (FF), können zur Steuerung des Drucks innerhalb der Common-Rail-Leitung verwendet werden, durch Steuerung des Kraftstoffvolumens, das durch eine oder mehrere Pumpen während des Verbrennungsprozesses geliefert wird. Die Verstärkungsfaktoren des Reglers und der Regelkreissollwerte der Optimalwert-/Sollwertsteuerung werden üblicherweise empirisch während der Einstellung des Motors bestimmt.Common rail fuel systems will be in different types of multi-cylinder internal combustion engines, such as. a diesel engine. A pressure accumulator or one Pressure line is used to deliver fuel to injectors or nozzles, associated with each cylinder of the engine. An engine control module is connected to various engine components including one or multiple fuel pumps and fuel injectors to measure the fuel delivered to each cylinder, i.e. the Monitor the amount and timing of fuel delivery, ultimately the Control function and emissions of the engine. Point of time and the amount of fuel delivery to each cylinder in one or several injection processes while every combustion cycle depends partly from the pressure in the common rail line, the excitation time of the injection magnet and the electromagnetic response of the Injector / injector from. Conventional regulatory theories under Use of proportional (P), integral (I) and / or differential (D) regulation, often in combination with optimal value control (FF), can used to control the pressure within the common rail line be controlled by controlling the volume of fuel by or several pumps during the Combustion process is delivered. The controller gain factors and the control loop setpoints of the optimum value / setpoint control are usually empirically during the setting of the engine.

Um die Menge des Kraftstoffs zu bestimmen, der von einer Kraftstoffzufuhr zu der Common-Rail-Leitung gepumpt werden muss zum Ersetzen des während des Verbrennungsprozesses verbrauchten Kraftstoffes und zum Halten eines gewünschten Leistungsdrucks, verwendet ein Ansatz aus dem Stand der Technik eine Abschätzung oder Erfassung der eingespritzten Kraftstoffmenge. Während dieser Ansatz für manche Anwendungen akzeptabel ist, hat die vorliegende Erfindung eine Möglichkeit erkannt, die Drucksteuerung für Common-Rail-Systeme zu verbessern und die zu verbesserter Funktion, Kraftstoffverbrauch und reduzierten Emissionen, speziell während Wechselzuständen, führen kann.To determine the amount of fuel, which is pumped from a fuel supply to the common rail line must be used to replace the while of the combustion process used fuel and to hold a desired one Performance pressure, uses a prior art approach appraisal or recording the amount of fuel injected. During this Approach for The present invention has some applications a possibility recognized the pressure control for common rail systems to improve and improve function, fuel economy and reduced emissions, especially during changing states.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Die vorliegende Erfindung liefert ein System und ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylindern, das bevorzugterweise eher die Ermittlung der Menge des gepumptem Kraftstoffs verwendet, als die Menge des Kraftstoffs, der während des Verbrennungszyklusses eingespritzt wurde. Die Menge des gepumpten Kraftstoffs wird unter Verwendung einer Annahme eines Überlaufkraftstoffs in Ergänzung zu der Menge des eingespritzten Kraftstoffs bestimmt. Der Überlauf- oder der Rücklaufkraftstoff ist der durch eine Pumpe bereitgestellte Kraftstoff, der nicht in die Zylinder eingespritzt wurde, sondern der zum Ansteuern der Einspritzeinrichtungen (Steuerungskraftstoff) benutzt wurde oder der aus den inneren Teilen der Einspritzeinrichtung ausgelaufen ist (Leckagekraftstoff), und der zur Kraftstoffzufuhr zurückgeführt wird. In einer Ausgestaltung wird eine Überlaufkraftstoffannahme bestimmt, die auf Leitungsdruck und Motordrehzahl basiert. In einer weiteren Ausgestaltung wird die Überlaufkraftstoffannahme basierend auf einer separaten Ermittlung der Leckagemenge und einer Überlaufsteuerungsmenge bestimmt. Die Leckagemenge repräsentiert die Kraftstoffmenge, die aus den internen Durchlässen innerhalb der Einspritzeinrichtung ausläuft und basiert allein auf dem Leitungsdruck. In einer Ausgestaltung repräsentiert die Leckagemenge die Leckagekraftstoffmenge aller Einspritzeinrichtungen in der Einheit Liter/Stunde. Die Überlaufsteuermenge basiert auf Leitungsdruck und Injektorerregungszeit. Die Überlaufsteuerungsmenge repräsentiert den Kraftstoff, der zum Betreiben des Injektors benutzt wird und lässt den eingespritzten Kraftstoff während des Verbrennungsprozesses in den Zylinder. In einer Ausgestaltung wird die Steuermenge in Kubikmillimeter pro Zylinder pro Zyklus spezifiziert, wobei die Steuermenge auf dem Leitungsdruck, der in der Einheit bar spezifiziert ist, und einer Injektorerregungszeit, die in der Einheit Mikrosekunden spezifiziert ist, basiert.The present invention provides a system and a method for controlling an internal combustion engine with several cylinders, which is preferably rather the determination the amount of fuel pumped used as the amount of Fuel that during of the combustion cycle was injected. The amount of pumped Fuel is injected into an overflow fuel using an assumption complement determined on the amount of fuel injected. The overflow or is the return fuel the fuel supplied by a pump that is not in the Cylinder was injected, but the one to control the injectors (Control fuel) was used or that from the inner parts the injector has leaked (leakage fuel), and which is returned to the fuel supply. In one embodiment, an overflow fuel acceptance is determined which is based on line pressure and engine speed. In another Design is the overflow fuel acceptance based on a separate determination of the leakage amount and an overflow control amount certainly. The amount of leakage represents the Amount of fuel coming from the internal passages inside the injector expires and is based solely on the line pressure. In one embodiment represents the amount of leakage the amount of leakage fuel of all injectors in liters / hour. The overflow tax amount is based on line pressure and injector excitation time. The overflow control amount represents the fuel used to operate the injector and leaves that injected fuel during of the combustion process in the cylinder. In one embodiment is the tax amount in cubic millimeters per cylinder per cycle specified, with the control amount based on the line pressure in the unit is specified in bar and an injector excitation time, which is specified in the microsecond unit.

Die vorliegende Erfindung umfasst ebenfalls ein computerlesbares Speichermedium, das von einem Computer ausführbare Anweisungen gespeichert hat, um den Leitungsdruck eines Common-Rail-Flüssigkeitsverteilungssystem in einem Verbrennungsmotor zu steuern.The present invention encompasses also a computer-readable storage medium created by a computer executable Instructions saved to the line pressure of a common rail fluid distribution system to control in an internal combustion engine.

Die vorliegende Erfindung liefert eine Anzahl von Vorteilen. Zum Beispiel liefert die vorliegende Erfindung eine genauere Common-Rail-Leitungs-Drucksteuerung, durch Verwendung der Bestimmung des Überlaufkraftstoffs, basierend auf aktuellen Motorbetriebsparametern. Eine genauere Bestimmung des Überlaufkraftstoffs kann die Motoreinstellung erleichtern und kann schließlich zum Einstellen des Steuerungssystems gebraucht werden, um die Funktion zu verbessern und Emissionen zu reduzieren. Zum Beispiel liefert die vorliegende Erfindung ein genaueres Mittel zum Ausfüllen einer Sollwerttabelle, die in der Steuerung verwendet wird. Dies erlaubt den Reglerverstärkungsfaktoren für das Liefern einer schnelleren Antwort für den Leitungsdruckregler eingestellt zu werden, weil eine optimierte Sollwerttabelle die nötige Mitwirkung der Prozesssteuerung beim Haltern des gewünschten Common-Rail-Leitungs-Drucks während des einen oder der mehreren Einspritzvorgänge für jeden Zylinder während des Verbrennungszyklusses reduziert. Außerdem erleichtert eine genaue Bestimmung des Überlaufkraftstoffs die Ermittlung von Kraftstoffleckagen. Darüber hinaus kann eine separate Bestimmung von Steuerungskraftstoff und Leckagekraftstoff weniger Speicherplatz (und eine resultierende Verringerung des Einstellungsaufwandes) benötigen als eine einzelne Bestimmung des Überlaufkraftstoffs.The present invention provides a number of advantages. For example, the present one delivers Invention a more accurate common rail pressure control Using the determination of the overflow fuel, based on current engine operating parameters. A more precise determination of the overflow fuel can make engine adjustment easier and can eventually become Adjustment of the control system needed to function improve and reduce emissions. For example, supplies the present invention provides a more precise means of completing a Setpoint table used in the control. This allows the controller gain factors for the Deliver a faster response set for the line pressure regulator to become, because an optimized setpoint table the necessary participation the process control when maintaining the desired common rail pressure while of the one or more injections for each cylinder during the Combustion cycle reduced. It also makes accurate Determination of the overflow fuel the determination of fuel leaks. In addition, a separate Determination of control fuel and leakage fuel less Storage space (and a consequent reduction in the adjustment effort) need as a single determination of the overflow fuel.

Verschiedene andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung anhand der folgenden, detaillierten Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind leicht ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gesehen werden.Various other advantages and Features of the present invention based on the following detailed Descriptions of the Preferred Embodiments of the Invention are readily apparent when taken in conjunction with the accompanying drawings be seen.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

1 zeigt ein Schema/Blockdiagramm, das den Betrieb eines Systems oder Verfahrens zur Motorsteuerung unter Verwendung einer Bestimmung von Überlaufkraftstoffgemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; 1 FIG. 14 is a schematic / block diagram illustrating the operation of a system or method for engine control using overflow fuel determination according to an embodiment of the present invention;

2 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Common-Rail-Kraftstoffsystem mit einer Drucksteuerungsstrategie unter Verwendung der Bestimmung von Überlaufkraftstoff gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; 2 FIG. 12 is a block diagram illustrating a common rail fuel system with a pressure control strategy using overflow fuel determination according to an embodiment of the present invention;

3 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer Motorsteuerung unter Verwendung eines Leitungsdruckreglers darstellt, der einen Pumpenausstoß bestimmt unter Verwendung von Überlaufkraftstoff gemäß der vorliegenden Erfindung 3 FIG. 12 is a block diagram illustrating one embodiment of engine control using a line pressure regulator that determines pump output using overflow fuel in accordance with the present invention

4 zeigt eine Kurve, die die Kraftstoffmenge pro Zyklus als eine Funktion der Motordrehzahl für die Bestimmung von Leckagekraftstoff und Steuerungskraftstoff gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; 4 FIG. 14 is a graph illustrating the amount of fuel per cycle as a function of engine speed for determining leak fuel and control fuel in accordance with an embodiment of the present invention;

5 zeigt eine Kurve, die die Kraftstoffmenge in Liter pro Stunde als eine Funktion der Motordrehzahl für die Bestimmung von Leckagekraftstoff und Steuerungskraftstoff gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; 5 FIG. 14 is a graph illustrating the amount of fuel in liters per hour as a function of engine speed for determining leak fuel and control fuel in accordance with an embodiment of the present invention;

6 zeigt eine Schnittdarstellung einer repräsentativen Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die Durchflusspassagen des Steuerungskraftstoffs, des Leckagekraftstoffs und des eingespiritzten Kraftstoffs, die für die Bestimmung des Überlaufkraftstoffs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt werden, darstellt; und 6 FIG. 14 is a cross-sectional view of a representative fuel injector depicting flow passages of control fuel, leak fuel, and injected fuel used to determine overflow fuel according to an embodiment of the present invention; and

7 zeigt ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Systems oder eines Verfahrens zur Motorsteuerung unter Verwendung einer Bestimmung von Überlaufkraftstoff gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 7 FIG. 14 is a flowchart illustrating the operation of a system or method for engine control using overflow fuel determination according to an embodiment of the present invention.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsforme(n)Detailed description of the preferred Forme embodiment (s)

1 zeigt ein Schema/Blockdiagramm, das den Betrieb eines Systems oder eines Verfahrens zur Steuerung eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors, der ein Common-Rail-Leitungs-Kraftstoffsystem hat, unter Verwendung der Bestimmung von Überlaufkraftstoff gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das System 10 umfasst einen mehrzylindrigen Druckzündungsmotor, z.B. einen Dieselmotor 12, der abhängig von der speziellen Anwendung in einem Fahrzeug 14 eingebaut sein kann. In einer Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug 14 einen Sattelschlepper mit Anhänger 16. Der Dieselmotor 12 ist in dem Sattelschlepper mit Anhänger 16 eingebaut und ist mit verschiedenen Sensoren und Aktoren, die an dem Motor 12 und dem Sattelschlepper mit Anhänger 16 durch Motor- und Fahrzeugkabelbaum angebracht sind. In einer anderen Anwendung kann der Motor 12 zum Betreiben von Industrie- und Bauausrüstung oder in stationären Anwendungen zum Antreiben eines Generators, eines Kompressors und/oder einer Pumpe oder Ähnlichem benutzt werden. 1 FIG. 14 is a schematic / block diagram illustrating the operation of a system or method for controlling a multi-cylinder internal combustion engine having a common rail fuel system using overflow fuel determination according to an embodiment of the present invention. The system 10 comprises a multi-cylinder pressure ignition engine, for example a diesel engine 12 that depends on the specific application in a vehicle 14 can be installed. In one embodiment, the vehicle includes 14 a tractor with a trailer 16 , The diesel engine 12 is in the tractor with trailer 16 built in and comes with various sensors and actuators attached to the engine 12 and the semi-trailer with trailer 16 are attached by the engine and vehicle wiring harness. In another application, the engine 12 be used to operate industrial and construction equipment or in stationary applications for driving a generator, a compressor and / or a pump or the like.

Ein elektronisches Motorsteuerungsmodul (Electronic Engine Control Module, ECM) 20 empfängt Signale, die durch Motorsensoren 22 und Fahrzeugsensoren 24 erzeugt werden, und leitet die Signale weiter, um den Motor und/oder die Fahrzeugaktoren, wie z.B. eine Hochdruckpumpe und/oder ein Proportionalventil (2) und/oder Kraftstoffinjektoren 26, zu steuern. Das ECM 20 umfasst bevorzugterweise ein computerlesbares Speichermedium, im Allgemeinen mit der Referenznummer 28 bezeichnet, zur Speicherung von Daten, die von einem Computer ausführbare Anweisungen zur Steuerung des Motors 12 darstellen. Das computerlesbare Speichermedium 28 kann zusätzlich zu Arbeitsvariablen, Parametern und Ähnlichem außerdem Einstellinformationen umfassen. In einer Ausführungsform umfasst das computerlesbare Speichermedium 28 zusätzlich zu verschiedenen nichtflüchtigen Speichern, wie z.B. Festwertspeicher (ROM) 32 und nichtflüchtigem Speicher (NVRAM) 34 einen Schreib-/Lese-Speicher (RAM) 30. Das computerlesbare Speichermedium 28 steht über einen Standardsteuerungs-Adressbus in Verbindung mit einem Mikroprozessor 38 und Eingangs/Ausgangs (I/O)-Stromkreisen 36. Wie jemandem mit normalen Kenntnissen des Standes der Technik bekannt sein wird, kann das computerlesbare Speichermedium 28 verschiedene Arten von physischen Vorrichtung für temporäre und/oder bleibende Speicherung von Daten enthalten, die festen Zustand, magnetische optische und/oder daraus kombinierte Vorrichtungen umfassen. Zum Beispiel kann das computerlesbare Speichermedium 28 mit einem oder von mehreren physischen Vorrichtungen, wie z.B. DRAM, PROMS, EPROMS, EEPROMS, Flash-Memory-Speicher und Ähnlichem ausgeführt sein. Abhängig von der speziellen Anwendung kann das computerlesbare Speichermedium 28 auch Floppydisks, CD-Rom, DVD und Ähnliches umfassen.An electronic engine control module (ECM) 20 receives signals from engine sensors 22 and vehicle sensors 24 are generated and forwards the signals to the engine and / or the vehicle actuators, such as a high-pressure pump and / or a proportional valve ( 2 ) and / or fuel injectors 26 to control. The ECM 20 preferably comprises a computer read storage medium, generally with the reference number 28 referred to, for storing data, instructions executable by a computer to control the engine 12 represent. The computer readable storage medium 28 may include setting information in addition to work variables, parameters, and the like. In one embodiment, the computer readable storage medium comprises 28 in addition to various non-volatile memories, such as read-only memory (ROM) 32 and non-volatile memory (NVRAM) 34 a read / write memory (RAM) 30 , The computer readable storage medium 28 is connected to a microprocessor via a standard control address bus 38 and input / output (I / O) circuits 36 , As will be known to someone with normal knowledge of the prior art, the computer readable storage medium 28 contain various types of physical devices for temporary and / or permanent storage of data, which include solid state, magnetic optical and / or devices combined therefrom. For example, the computer readable storage medium 28 implemented with one or more physical devices such as DRAM, PROMS, EPROMS, EEPROMS, flash memory and the like. Depending on the specific application, the computer-readable storage medium 28 also include floppy disks, CD-Rom, DVD and the like.

In einer typischen Anwendung verarbeitet das ECM 20 Eingänge von Motorsensoren 22 und Fahrzeugsensoren/Schaltern 24 durch die Ausführung von Anweisungen, die in dem computerlesbaren Speichermedium 28 gespeichert sind, um geeignete Ausgangssignale für die Steuerung des Motors 12 durch entsprechende Aktoren zu erzeugen. In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfassen die Motorsensoren 22 einen Taktreferenzsensor (TRS) 40, der eine Anzeige der Kurbelwellenposition liefert und der zur Bestimmung der Motordrehzahl, bevorzugterweise in Umdrehungen pro Minute (U/min), benutzt werden kann. Ein Öldrucksensor (OPS) 42 und ein Öltemperatursensor (OTS) 44 werden dazu verwendet, den Druck und die Temperatur des Motoröls jeweils aufzuzeichnen. Eine oder mehrere Fluidtemperaturen, wie z.B. die Öltemperatur, können dazu verwendet werden, den Motor beispielsweise durch Bestimmung eines gewünschten Leitungsdrucksollwertes zu steuern, was unten im Einzelnen beschrieben wird.In a typical application, the ECM processes 20 Inputs from engine sensors 22 and vehicle sensors / switches 24 by executing instructions in the computer readable storage medium 28 are stored to provide suitable output signals for the control of the motor 12 to generate by appropriate actuators. In one embodiment of the present invention, the engine sensors include 22 a clock reference sensor (TRS) 40 , which provides an indication of the crankshaft position and which can be used to determine the engine speed, preferably in revolutions per minute (rpm). An oil pressure sensor (OPS) 42 and an oil temperature sensor (OTS) 44 are used to record the pressure and temperature of the engine oil, respectively. One or more fluid temperatures, such as oil temperature, can be used to control the engine, for example, by determining a desired line pressure set point, which is described in detail below.

Ein Lufttemperatursensor (ATS) 46 wird dazu verwendet, eine Anzeige der aktuellen Einlass- oder Umgebungslufttemperatur zu liefern. Ein Ladedrucksensor (TBS) 48 wird zum Liefern einer Anzeige des Ladungsdruckes eines Turboladers, der bevorzugterweise ein Turbolader mit variabler Geometrie oder variabler Düse ist, verwendet. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann ein Ladedrucksensor 48 dazu benutzt werden, ebenfalls eine Anzeige des Einlasskrümmerdrucks zu liefern. Ein Kühlmitteltemperatursensor (CTS) 50 wird dazu verwendet, eine Anzeige der Kühlmitteltemperatur zu liefern. Abhängig von der einzelnen Motorkonfiguration und Anwendung können verschiedene zusätzliche Sensoren vorhanden sein. Zum Beispiel umfassen Motoren, die eine Abgasrückführung (EGR) verwenden, bevorzugterweise einen EGR-Temperatursensor (ETS) 51 und einen EGR-Durchflusssensor (EFS) 53.An air temperature sensor (ATS) 46 is used to provide an indication of the current inlet or ambient air temperature. A boost pressure sensor (TBS) 48 is used to provide an indication of the charge pressure of a turbocharger, which is preferably a variable geometry or variable nozzle turbocharger. As known from the prior art, a boost pressure sensor 48 can also be used to provide an indication of intake manifold pressure. A coolant temperature sensor (CTS) 50 is used to provide an indication of the coolant temperature. Depending on the individual motor configuration and application, various additional sensors may be available. For example, engines that use exhaust gas recirculation (EGR) preferably include an EGR temperature sensor (ETS) 51 and an EGR flow sensor (EFS) 53 ,

Common-Rail-Flüssigkeitsverteilungssysteme können einen oder mehrere Drucksensoren umfassen, die den Druck in der Common-Rail-Leitung bestimmen und ein entspre chendes Signal an die Drucksteuerung innerhalb des ECMs 20 liefern. Bevorzugterweise umfasst ein Common-Rail-Kraftstoffsystem einen dazugehörigen Kraftstoffdrucksensor (CFPS) 52. Entsprechend kann ein Zwischenkühler-Kühlmitteldrucksensor (ICPS) 54 und ein Zwischenkühler-Kühlmitteltemperatursensor (ICTS) 56 vorhanden sein, um jeweils den Druck und die Temperatur des Zwischenkühlerkühlmittels aufzunehmen. Bevorzugterweise umfasst auch der Motor 12 einen Kraftstofftemperatursensor (FTS) 58 und einen Synchronreferenzsensor (SRS) 60. Der SRS 60 liefert eine Anzeige eines speziellen Zylinders in der Zündfolge des Motors 12. Dieser Sensor kann beispielsweise benutzt werden um die Steuerung vielfacher Motorkonfigurationen, die z.B. in manchen stationären Generatoranwendungen genutzt werden, zu koordinieren oder zu synchronisieren.Common rail fluid distribution systems can include one or more pressure sensors that determine the pressure in the common rail line and a corresponding signal to the pressure controller within the ECM 20 deliver. A common rail fuel system preferably includes an associated fuel pressure sensor (CFPS) 52 , Accordingly, an intercooler coolant pressure sensor (ICPS) 54 and an intercooler coolant temperature sensor (ICTS) 56 be present to accommodate the pressure and temperature of the intercooler coolant, respectively. The motor also preferably comprises 12 a fuel temperature sensor (AGV) 58 and a synchronous reference sensor (SRS) 60 , The SRS 60 provides an indication of a special cylinder in the firing order of the engine 12 , This sensor can be used, for example, to coordinate or synchronize the control of multiple engine configurations that are used, for example, in some stationary generator applications.

Der Motor 12 kann auch einen Ölstandssensor (OLS) 62 haben, der verschiedene Motorschutzmerkmale bezüglich eines geringen Ölstandes liefert. Ein Kraftstoffgrenzsensor (FRS) 64 kann genutzt werden, um einen Kraftstofffilter zu überwachen und eine Warnanzeige für vorbeugende Wartung zu liefern. Ein Kraftstoffdrucksensor (FPS) 68 liefert eine Anzeige des Kraftstoffdrucks, um vor unmittelbar bevorstehenden Leistungsverlust zu warnen und auf eine Motorbetankung hinzuweisen. Entsprechend liefert ein Kurbelgehäusedrucksensor (CPS) 66 eine Anzeige des Kurbelgehäusedrucks, der für verschiedene Motorschutzmerkmale durch Erkennung eines plötzlichen Anstiegs des Kurbelgehäusedrucks als Anzeige einer Motorfehlfunktion benutzt werden kann.The motor 12 can also use an oil level sensor (OLS) 62 have various engine protection features related to a low oil level. A fuel limit sensor (FRS) 64 can be used to monitor a fuel filter and provide a warning indicator for preventive maintenance. A fuel pressure sensor (FPS) 68 provides an indication of the fuel pressure to warn of imminent loss of power and to indicate an engine refueling. Accordingly, a crankcase pressure sensor (CPS) delivers 66 an indication of crankcase pressure that can be used for various engine protection features by detecting a sudden increase in crankcase pressure as an indication of an engine malfunction.

Das System 10 umfasst bevorzugterweise verschiedene Fahrzeugsensoren/Schalter 24, um Fahrzeugbetriebsparameter und Fahrereingaben zu erfassen, die für die Steuerung des Fahrzeugs 14 und des Motors 12 verwendet werden. Zum Beispiel können die Fahrzeugsensoren/Schalter 24 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (VSS) 70 umfassen, der eine Anzeige der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit liefert. Ein Kühlmittelstandsensor (CLS) 72 erfasst den Stand des Motorkühlmittels im Fahrzeugkühler. Schalter zum Auswählen eines Motorbetriebsmodusses oder andererseits zum Steuern des Betriebs von Motor 12 oder Fahrzeug 14 können einen Motorbremswahlschalter 74, der bevorzugterweise eine Auswahl für Niedrig, Mittel, Hoch und Aus hat, Fahrbetriebssteuerungsschalter 76, 78 und 80, einen Diagnoseschalter 82 und verschiedene optionale digitale und/oder analoge Schalter 84, wie z.B. einen Leerlaufhöchstdrehzahlschalter umfassen. Das ECM 20 erhält auch Signale von einer Beschleunigungseinrichtung oder Fußpedal 86, einer Kupplung 88 und einer Bremse 90. Das ECM 20 kann auch die Position eines Schlüsselschalters oder Zündschalters 92 und einer Systemspannung, die durch eine Fahrzeugbatterie 94 geliefert wird, erfassen, um aktuelle Betriebsbedingungen zu bestimmen und den Motor 12 und/oder das Fahrzeug 14 zu steuern.The system 10 preferably comprises different vehicle sensors / switches 24 to capture vehicle operating parameters and driver inputs needed to control the vehicle 14 and the engine 12 be used. For example, the vehicle sensors / switches 24 a vehicle speed sensor (VSS) 70 include, which provides an indication of the current vehicle speed. A coolant level sensor (CLS) 72 detects the level of the engine coolant in the vehicle radiator. Switches for selecting an engine operating mode or otherwise controlling the operation of the engine 12 or vehicle 14 can use an engine brake selector switch 74 , which preferably has a selection for Low, Medium, High and Off, drive mode control switches 76 . 78 and 80 , a diagnostic switch 82 and various optional digital and / or analog switches 84 , such as include a maximum idle speed switch. The ECM 20 also receives signals from an accelerator or foot pedal 86 , a clutch 88 and a brake 90 , The ECM 20 can also be the position of a key switch or ignition switch 92 and a system voltage generated by a vehicle battery 94 Delivered, capture to determine current operating conditions and the engine 12 and / or the vehicle 14 to control.

Das ECM 20 kann mit verschiedenen Fahrzeugausgangseinheiten, wie z.B. Statusanzeigen/Lampen 96, Analoganzeigen 98, Digitalanzeigen 100 und verschiedenen Analog/Digitalmessvorrichtungen 102 kommunizieren. In einer Anwendung der vorliegenden Erfindung benutzt das ECM 20 eine Industriestandarddatenverbindung 104, um verschiedene Status- und/oder Kontrollmeldungen zu übertragen, die Motordrehzahl, Gas-/Fußpedalposition, Fahrzeuggeschwindigkeit und Ähnliches enthalten können. Bevorzugterweise erfüllt die Datenverbindung 104 die US-amerikanische Norm SAE J1939 und SAE J1587, um verschiedene Service-, Diagnose- und Steuerinformationen für andere Motorsysteme, Subsysteme und verbundene Vorrichtungen, wie z.B. die Anzeige 100, zur Verfügung zu stellen. Bevorzugterweise umfasst das ECM 20 eine Steuerelektronik, die zum bestimmen oder Abschätzen des Überlauf- oder Rückflusskraftstoffs verwendet wird, der durch die Common-Rail-Drucksteuereinheit oder den Common-Rail-Druckregler gebraucht wird, die/der ebenfalls in der Steuerungselektronik innerhalb des ECM 20 enthalten ist. Wie im Folgenden genauer beschrieben wird, kann das ECM 20 den Überlaufkraftstoff in einer einzelnen Auswahl basierend auf der Motordrehzahl und dem aktuellem Leitungsdruck bestimmen. Alternativ kann eine Überlaufkraftstoffsteuermenge in einer ersten Auswahl basierend auf Injektorerregungszeit und aktuellem Leitungsdruck bestimmt werden und eine Überlaufkraftstoffleckagemenge kann durch eine zweite Auswahl basierend nur auf dem aktuellen Leitungsdruck ermittelt werden. Der Überlaufkraftstoff oder der Steuerungskraftstoff und der Leckagekraftstoff können dann in Kombination mit dem eingespritzten Kraftstoff zum Bestimmen des Kraftstoffpumpenauslasses benutzt werden, der durch die Common-Rail-Drucksteuer-einheit zum Erzielen des gewünschten Common-Rail-Drucks benutzt werden kann.The ECM 20 can be used with various vehicle output units, such as status indicators / lamps 96 , Analog displays 98 , Digital displays 100 and various analog / digital measuring devices 102 communicate. In one application of the present invention, the ECM uses 20 an industry standard data connection 104 to transmit various status and / or control messages, which may include engine speed, accelerator / foot pedal position, vehicle speed, and the like. The data connection preferably fulfills 104 the U.S. standard SAE J1939 and SAE J1587 to provide various service, diagnostic and control information for other engine systems, subsystems and associated devices such as the display 100 , to provide. The ECM preferably comprises 20 control electronics used to determine or estimate the overflow or reflux fuel used by the common rail pressure control unit or regulator which is also in the control electronics within the ECM 20 is included. As described in more detail below, the ECM 20 determine the overflow fuel in a single selection based on engine speed and current line pressure. Alternatively, an overflow fuel control amount can be determined in a first selection based on injector excitation time and current line pressure and an overflow fuel leakage quantity can be determined by a second selection based only on the current line pressure. The overflow fuel or the control fuel and the leakage fuel can then be used in combination with the injected fuel to determine the fuel pump outlet that can be used by the common rail pressure control unit to achieve the desired common rail pressure.

Ein Servicewerkzeug 106 kann periodisch über die Datenverbindung 104 angeschlossen werden, um in dem ECM 20 abgespeicherte, ausgewählte Parameter zu programmieren und/oder Diagnoseinformationen von dem ECM 20 zu erhalten. Ebenfalls kann ein Computer 108 mit der erforderlichen Software und Hardware über die Datenverbindung 104 angeschlossen werden, um Informationen zu dem ECM 20 zu transferieren und um verschiedene Informationen jeweils zum Betrieb des Motors 12 und/oder des Fahrzeugs 14 zu erhalten. In gleicher Weise kann ein Sendeempfänger (Transceiver) 110 und eine Antenne 112 benutzt werden, um Programme, Diagnosen oder andere Informationen kabellos zu senden und/oder zu empfangen.A service tool 106 can periodically over the data connection 104 to be connected to in the ECM 20 program stored, selected parameters and / or diagnostic information from the ECM 20 to obtain. A computer can also 108 with the necessary software and hardware via the data connection 104 be connected to information about the ECM 20 to transfer and various information about the operation of the engine 12 and / or the vehicle 14 to obtain. In the same way, a transceiver 110 and an antenna 112 can be used to send and / or receive programs, diagnostics or other information wirelessly.

2 ist ein Blockdiagramm, das ein Common-Rail-Kraftstoffsystem mit einer Drucksteuerungsstrategie, die eine Überlaufkraftstoffermittlung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung verwendet, darstellt. Ein Common-Rail-Flüssigkeitsverteilungssystem 200 wird für die Abgabe von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 202 verwendet. Eine Niederdruckzahnradpumpe 206 saugt Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 202 durch einen Primärkraftstofffilter 204 und pumpt den Kraftstoff durch einen Sekundärfilter 208 in eine Hochdruckpumpe 210. Ein Kraftstoff-Dosierventil oder -Proportionalventil 212 wird durch das ECM 20 über einen Kabelbaum 214 elektronisch gesteuert, um Kraftstoff in einen Hochdruckkolbenraum der Hochdruckpumpe 210 zu leiten. Der verbleibende Kraftstoff läuft über oder wird zurückgeführt, wie durch Bezugszeichen 218 dargestellt, zu einem Verteilerblock 222, wo er mit einem Injektorüberlaufkraftstoff der Injektoren 26 zusammengeführt wird und zu dem Kraftstofftank 202 zurückgeführt wird. Das Dosierventil 212 ist bevorzugterweise, zum Reduzieren von Verlusten, eine integrierte Komponente der Hochdruckpumpe 210. Dennoch können Anwendungen, die ein separates Dosierventil oder ein Mehrfachdosierventil verwenden, für bestimmte Ausführungen geeignet sein und sind innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung. Wie durch diese Beschreibung hindurch benutzt, ist die Steuerung der Hochdruckpumpe 210 austauschbar mit der Steuerung des Dosierventils 212 zu verwenden. Im eigentlicher Betrieb kann die Hochdruckpumpe 210 separat von der Steuerung oder der Regulierung des Dosierventils 212 an- und abgeschaltet werden. 2 FIG. 12 is a block diagram illustrating a common rail fuel system with a pressure control strategy that uses overflow fuel detection in accordance with an embodiment of the present invention. A common rail fluid distribution system 200 is used to deliver fuel from a fuel tank 202 used. A low pressure gear pump 206 sucks fuel from a fuel tank 202 through a primary fuel filter 204 and pumps the fuel through a secondary filter 208 into a high pressure pump 210 , A fuel metering valve or proportional valve 212 is supported by the ECM 20 over a wire harness 214 electronically controlled to deliver fuel to a high pressure piston chamber of the high pressure pump 210 to lead. The remaining fuel overflows or is recycled as by reference numerals 218 shown to a distribution block 222 where he injected with an injector overflow fuel 26 is merged and to the fuel tank 202 is returned. The dosing valve 212 is preferably, to reduce losses, an integrated component of the high pressure pump 210 , However, applications that use a separate metering valve or a multiple metering valve may be suitable for certain designs and are within the scope of the present invention. As used throughout this description, the control of the high pressure pump is 210 interchangeable with the control of the dosing valve 212 to use. In actual operation, the high pressure pump 210 separately from the control or regulation of the metering valve 212 can be switched on and off.

Ein Leitungsdruckregler oder eine Leitungsdrucksteuereinheit, die innerhalb des ECMs 20 eingebaut ist, steuert die aktuelle Menge, die zu dem Dosierventil 212 gesendet wird, um die Menge an Kraftstoff (und dadurch den Druck) zu steuern, die zu der Common-Rail-Leitung 216 geliefert wird, wie im Folgenden genauer beschrieben wird.A line pressure regulator or line pressure control unit operating within the ECM 20 installed controls the current amount to the metering valve 212 is sent to control the amount of fuel (and thereby the pressure) leading to the common rail line 216 is delivered as described in more detail below.

Im Allgemeinen steuert der Leitungsdruckregler das Dosierventil 212 basierend auf einem gewünschten Leitungsdruck und einem gemessenen Leitungsdruck (bestimmt beispielsweise durch den Drucksensor 52 und zu dem ECM 20 über den Kabelbaum 214 übermittelt) mit Steuerungssystemparameter oder -faktoren, bestimmt in Verbindung mit aktuellen Motorbetriebszuständen. PID-Reglertaktoren des Leitungsdruckreglers können fix sein oder können, basierend auf aktuellen Betriebszuständen, variieren. In einer bevorzugten Ausgestaltung variieren die PID-Faktoren basierend auf der Pumpenausgabe pro Zeiteinheit, mit einer Pumpenausgabe bestimmt durch Verwendung einer Gesamtüberlaufkraftstoffbestimmung oder alternativ einer Überlaufkraftstoffsteuerungsmenge und einer Überlaufkraftstoffleckagemenge. Eine Optimalwertsteuerung liefert eine Steuerkette mit einem Steuerungssollwert basierend auf einer gepumpten Kraftstoffmenge und der Motordrehzahl oder alternativ der Pumpenausgabe pro Zeiteinheit. Es sollte festgehalten werden, dass die Pumpendrehzahl anstatt der Motordrehzahl benutzt werden kann und dass die Motorlast anstatt der eingespritzten oder gepumpten Kraftstoffmenge benutzt werden kann. Außerdem kann die eingespritzte Kraftstoffmenge anstatt der gepumpten Kraftstoffmenge für die Optimalwertsteuereinheit des Leitungsdruckreglers benutzt weden. Der Leitungsdruckregler oder die -steuereinheit versucht den Druckfehler oder die Druckabweichung zwischen dem gewünschten und dem wirklichen Leitungsdruck zu verringern, um den Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung oder Common-Rail-Leitung 216 durch eine Regulierung des Dosierventils 212 zur Steuerung der Kraftstoffmenge zu halten, die durch die Hochdruckpumpe 210 geliefert wird. Die vorliegende Erfindung verbessert die Drucksteuerung durch Lieferung einer genaueren Ermittlung des Überlaufkraftstoffs, der bei der Ermittlung der Pumpenausgabe benutzt wird.In general, the line pressure regulator controls the metering valve 212 based on a desired line pressure and a measured line pressure (determined, for example, by the pressure sensor 52 and to the ECM 20 over the wire harness 214 transmitted) with control system parameters or factors, determined in connection with current engine operating states. PID regulator actuators of the line pressure regulator can be fixed or can vary based on current operating conditions. In a preferred embodiment, the PID factors vary based on the pump output per unit time, with a pump output determined by using a total overflow fuel determination or alternatively an overflow fuel control amount and an overflow fuel leakage amount. An optimal value control delivers a control chain with a control setpoint based on a pumped fuel quantity and the engine speed or alternatively the pump output per unit of time. It should be noted that the pump can be used instead of the engine speed and that the engine load can be used instead of the amount of fuel injected or pumped. In addition, the amount of fuel injected can be used instead of the amount of fuel pumped for the optimum value control unit of the line pressure regulator. The line pressure regulator or controller attempts to reduce the pressure error or pressure deviation between the desired and the actual line pressure by the fuel pressure in the high pressure line or common rail line 216 by regulating the metering valve 212 to control the amount of fuel held by the high pressure pump 210 is delivered. The present invention improves pressure control by providing a more accurate determination of the overflow fuel used in determining pump output.

Die Common-Fail-Leitung 216 wird zum Liefern von druckbeaufschlagtem Kraftstoff zu einer Vielzahl von Motorpositionen verwendet. In dieser Ausgestaltung entspricht die Vielzahl von Motorpositionen den Injektoren 26, die jeder mit einem Zylinder des Motors (nicht speziell dargestellt) verbunden sind. Die Injektoren 26 werden durch das ECM 20 durch den Kabelbaum 216 in elektrischer Verbindung mit dazugehörigen Injektormagneten zum Steuern der Menge und des Zeitpunktes des eingespritzten Kraftstoffs 224 für jeden Zylinder angesteuert. Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist die Menge und der Zeitpunkt des eingespritzten Kraftstoffs in die Brennkammer jedes Zylinders auch eine Funktion des Drucks innerhalb der Common-Rail-Leitung 216. Beispielsweise ist die dauerhafte und genaue Steuerung des Drucks innerhalb der Common-Rail-Leitung 216 vorteilhaft bei der Verbesserung von Emissionen, Effektivität und dem Fahrverhalten. Wie ausführlicher beschrieben in Bezug auf die 4-6, verwenden typische Kraftstoffinjektoren druckbeaufschlagten Kraftstoff aus der Common-Rail-Leitung 216, um die Ansteuerung der Injektornadel zu steuern. Dieser Steuerungskraftstoff, zusammen mit Kraftstoff der durch interne Injektorpassagen leckt bzw. austritt, wird als Überlaufkraftstoff bezeichnet, weil er weder in die Zylinder eingespritzt wurde noch zu der Kraftstoffzufuhr zurückgeführt wurde. Ein Regulierungsventil 220 reguliert den kombinierten Injektorüberlaufkraftstoffdruck, um einen Gegendruck zu dem Injektorüberlauf an jedem Injektorausgang zu liefern. Der Druckverlust von jedem Injektorausgang zu dem Druckregulator ist zu vernachlässigen, bei der Annahme eines ausreichend großen Kanals für den kombinierten Rücklaufkraftstoff. Der Injektorüberlaufkraftstoff wird mit dem Pumpenüberlaufkraftstoff in dem Verteilerblock 222 zusammengeführt, bevor er zu dem Kraftstofftank 202 zurückgeführt wird.The common fail line 216 is used to deliver pressurized fuel to a variety of engine positions. In this embodiment, the large number of motor positions corresponds to the injectors 26 each connected to a cylinder of the engine (not specifically shown). The injectors 26 are supported by the ECM 20 through the wiring harness 216 in electrical connection with associated injector magnets to control the quantity and timing of the injected fuel 224 controlled for each cylinder. As is known in the art, the amount and timing of fuel injected into the combustion chamber of each cylinder is also a function of the pressure within the common rail line 216 , For example, the permanent and accurate control of the pressure within the common rail line 216 beneficial in improving emissions, effectiveness and driving behavior. As described in more detail in relation to the 4 - 6 , use typical fuel injectors pressurized fuel from the common rail line 216 to control the actuation of the injector needle. This control fuel, along with fuel that leaks through internal injector passages, is referred to as overflow fuel because it has not been injected into the cylinders or returned to the fuel supply. A regulating valve 220 regulates the combined injector overflow fuel pressure to provide back pressure to the injector overflow at each injector outlet. The pressure loss from each injector outlet to the pressure regulator is negligible, assuming a sufficiently large channel for the combined return fuel. The injector overflow fuel is mixed with the pump overflow fuel in the manifold 222 merged before going to the fuel tank 202 is returned.

3 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Ausgestaltung für einen Leitungsdruckregler darstellt, der verschiedene Verstärkungsfaktoren hat basierend auf dem Pumpenausstoß, der durch Verwendung einer Überlaufkraftstoffannahme oder -bestimmung gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt wird. Ein Leitungsdruckregler 300 bestimmt einen gewünschten Leitungsdruck basierend auf aktuellen Motorbetriebsbedingungen oder Betriebsarten, der durch den Block 302 repräsentiert wird. Der gewünschte Leitungsdruck oder der Leitungsdrucksollwert wird bevorzugterweise bestimmt wie in der allgemein bekannten US-Patentanwendung Serien-Nr. 10/214,550 mit dem Titel "Injection Control For A Common Rail Fuel System" (Injektorsteuerung für ein Common-Rail-Kraftstoff-system) beschrieben, deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist. Dennoch ist die vorliegende Erfindung unabhängig von dem speziellen Verfahren zur Bestimmung des gewünschten Leitungsdrucks, dargestellt durch Block 302. Ein gemessener oder gestörter Leitungsdruck wird bestimmt, repräsentiert durch Block 304, und wird für die Bestimmung eines Leitungsdruckfehlers oder einer Leitungsdruckabweichung in Block 306 benutzt. Der gemessene oder gestörte (aktuelle) Leitungsdruck 304 wird in einer Ausgestaltung ebenfalls dazu verwendet, in Verbindung mit der Motordrehzahl 310 einen Aggregateüberlaufkraftstoff pro Zyklus 308 zu bestimmen. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die separate Bestimmung oder Annahme des Überlaufsteuerkraftstoffs 312 und Überlaufleckagekraftstoffs 314 benutzt, um einen Gesamtüberlaufkraftstoff pro Zyklus 308 aus dem Steuerungskraftstoff 312, der auf dem Leitungsdruck 304 basierend bestimmt wird, und der Injektorerregungszeit (nicht spezielle dargestellt) und dem Leckagekraftstoff 314, der nur auf dem Leitungsdruck 304 basiert, zu bestimmen. Der Steuerungskraftstoff 312 repräsentiert den Kraftstoff, der während der Ansteuerung jedes Injektors benutzt wird und steigt mit der Injektorerregungszeit. Der Leckagekraftstoff 314 repräsentiert den Kraftstoff, der aus den internen Komponenten eines Kraftstoffinjektors austritt oder leckt und ist im Allgemeinen unabhängig von der Motordrehzahl oder den Einspritzvorgängen. Der Überlaufkraftstoff pro Zyklus (entweder bestimmt in einem Aggregat, basierend auf Leckagekraftstoff oder basierend auf Leckagekraftstoff und Steuerungskraftstoff) wird in Kombination mit dem eingespritzten Kraftstoff pro Zyklus 316 verwendet, um den gepumpten Kraftstoff pro Zyklus 318 und den letztendlichen Pumpenauslass 320 zu bestimmen. Da der Leckagekraftstoff in erster Linie eine Funktion des Leitungsdrucks 304 ist, kann diese Komponente oder dieser Anteil des Überlaufkraftstoffs eher in der Einheit Liter/Stunde spezifiziert werden und kann abhängig von der speziellen Anwendung und Ausführung, wie in 3 dargestellt, direkt zu der Berechnung des Pumpenauslasses 320 eingebracht werden, als in der Menge "pro Zyklus" spezifiziert zu werden. 3 FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration for a line pressure regulator that has various gains based on the pump output determined using overflow fuel acceptance or determination in accordance with the present invention. A line pressure regulator 300 determines a desired line pressure based on current engine operating conditions or operating modes through the block 302 is represented. The desired line pressure or line pressure set point is preferably determined as in the commonly known US patent application serial no. 10 / 214,550 entitled "Injection Control For A Common Rail Fuel System", the disclosure of which is hereby incorporated in its entirety. Nevertheless, the present invention is independent of the specific method for determining the desired line pressure, represented by block 302 , A measured or disturbed line pressure is determined, represented by block 304 , and is used to determine a line pressure error or line pressure deviation in block 306 used. The measured or disturbed (current) line pressure 304 is also used in one embodiment in connection with the engine speed 310 one aggregate overflow fuel per cycle 308 to determine. In a preferred embodiment, the separate determination or acceptance of the overflow control fuel 312 and overflow leak fuel 314 used to make a total overflow fuel per cycle 308 from the control fuel 312 that on the line pressure 304 is determined based on and the injector excitation time (not specifically shown) and the leakage fuel 314 that only on the line pressure 304 based to determine. The control fuel 312 represents the fuel used during the actuation of each injector and increases with the injector excitation time. The leakage fuel 314 represents the fuel that leaks or leaks from the internal components of a fuel injector and is generally independent of engine speed or injections. The overflow fuel per cycle (either determined in an aggregate based on leakage fuel or based on leakage fuel and control fuel) is combined with the injected fuel per cycle 316 used to pump the fuel per cycle 318 and the final pump outlet 320 to determine. Because the leakage fuel is primarily a function of line pressure 304 , this component or this proportion of the overflow fuel can be specified rather in the unit liter / hour and, depending on the specific application and design, as in 3 shown, directly to the calculation of the pump outlet 320 be introduced as being specified in the amount "per cycle".

In einer Ausgestaltung ist ein Aggregatüberlaufkraftstoff pro Zyklus in einer zweidimensionalen Tabelle gespeichert mit Zugriff durch die Motordrehzahl 310 und den Leitungsdruck 304. Die zweidimensionale Tabelle ist eine 17 × 17-Tabelle, die 289 Speicherplätze besitzt. Der Aggregatüberlaufkraftstoff pro Zyklus liefert für ziemlich viele Anwendungen eine akzeptable Annahme des Überlaufkraftstoffs zur Verwendung durch den Leitungsdruckregler. Dennoch liefert die Trennung der Überlaufkraftstoffmenge in eine Steuerungskraftstoffmenge 312 und eine Leckagekraftstoffmenge 314 eine genauere Bestimmung des Überlaufkraftstoffs und dadurch der Pumpenausgabe, wodurch eine genauere Drucksteuerung erreicht werden kann. In dieser Ausgestaltung werden außerdem die Steuerungkraftstoffmengen in einer zweidimensionalen (9 × 17) Tabelle gespeichert, auf die durch die Injektorerregungszeit und den Leitungsdruck zugegriffen wird, und den Leckagekraftstoffmengen gespeichert in einer eindimensionalen Tabelle (17 × 1), mit Zugriff durch den Leitungsdruck. Diese Ausgestaltung benötigt beispielsweise etwas weniger Speicher (170 Plätze) mit einer verbundenen Reduzierung des Einstellaufwandes und einer verbesserten Steuerung. Die Injektorüberlaufkraftstoffsteuerungsmengen und die Injektorüberlaufkraftstoffleckagemengen zur Füllung der Tabellen können wie in den 46 beschrieben und dargestellt bestimmt werden.In one embodiment, an aggregate overflow fuel per cycle is stored in a two-dimensional table with access by the engine speed 310 and the line pressure 304 , The two-dimensional table is a 17 × 17 table 289 Owns memory spaces. The aggregate overflow fuel per cycle delivers for quite a few applications have an acceptable assumption of overflow fuel for use by the line pressure regulator. Nevertheless, the separation of the overflow fuel amount into a control fuel amount 312 and a leak fuel amount 314 a more accurate determination of the overflow fuel and thereby the pump output, whereby more accurate pressure control can be achieved. In this embodiment, the control fuel quantities are also stored in a two-dimensional (9 × 17) table, which is accessed by the injector excitation time and the line pressure, and the leakage fuel quantities are stored in a one-dimensional table (17 × 1), which is accessed by the line pressure. This configuration requires, for example, somewhat less memory (170 spaces) with a connected reduction in the adjustment effort and improved control. The injector overflow fuel control amounts and the injector overflow fuel leakage amounts for filling the tables can be as in the 4 - 6 described and represented.

Wie oben zusammengefasst wird die Pumpenausgabe pro Zeiteinheit, wie durch Block 320 repräsentiert, bestimmt basierend auf der Motordrehzahl 310 und dem gepumpten Kraftstoff pro Zykclus 318, der wiederum auf dem eingespritzten Kraftstoff pro Zyklus 316 und dem Überlaufkraftstoff pro Zyklus 308, oder alternativ auf dem Steuerungskraftstoff 312 und dem Leckagekraftstoff 314 basiert. Dort, wo der Steuerungskraftstoff 312 und der Leckagekraftstoff 314 benutzt werden, kann der Pumpenausstoß für einen Viertakt(zyklus)motor wie folgt bestimmt werden:

Figure 00130001
wobei PO den Pumpenausstoß in Kubikmillimeter pro Zylinder pro Zyklus darstellt, FPC den eingespritzten Kraftstoff in Kubikmillimeter pro Zylinder pro Zyklus darstellt, SCQ die übergelaufene Injektorsteuermenge in Kubikmillimeter pro Zylinder pro Zyklus darstellt, SL die übergelaufene Injektorleckagemenge in Liter pro Stunde darstellt, U/min die Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute darstellt und # Zylinder die Zylinderanzahl des Motors darstellt. Der Pumpenausstoß wird danach bevorzugterweise in die Einheit Liter pro Stunde für den Gebrauch durch den PID-Regler und die Optimalwerttabelle/Sollwerttabelle umgewandelt.As summarized above, the pump output per unit time is as by block 320 represents, determined based on the engine speed 310 and the pumped fuel per cycle 318 which in turn is based on the injected fuel per cycle 316 and the overflow fuel per cycle 308 , or alternatively on the control fuel 312 and the leakage fuel 314 based. Where the control fuel 312 and the leak fuel 314 pump output for a four-stroke (cycle) engine can be determined as follows:
Figure 00130001
where PO represents the pump output in cubic millimeters per cylinder per cycle, FPC represents the injected fuel in cubic millimeters per cylinder per cycle, SCQ represents the overflowed injector control quantity in cubic millimeters per cylinder per cycle, SL represents the overflowed injector leakage quantity in liters per hour, rpm which Represents engine speed in revolutions per minute and # cylinder represents the number of cylinders in the engine. The pump output is then preferably converted to the unit liters per hour for use by the PID controller and the optimum value table / setpoint table.

Ein Optimalwertsteuerungssollwert 330 kann basierend auf dem Pumpenausstoß 320 bestimmt werden und in Kombination mit den PID-Regler 332 benutzt werden, um eine Führungsgröße 340 für die Kraftstoffpumpe und/oder das Proportionalventil zu erzeugen. Der PID-Regler 332 berechnet einen Proportionalterm in Block 344, bevorzugterweise unter Verwendung eines variablen Proportionalverstärkungsfaktors 346 (bevorzugterweise mit einer Spalte) basierend auf dem Pumpenausstoß 320, eines Hochdruckpumpenproportionalverstärkungsfaktors 348 (bevorzugterweise eine programmierbare Konstante oder ein Skalar) und einem Druckfehler 306. Der PID-Regler 332 bestimmt ebenfalls einen Integralterm in Block 350 basierend auf einem Hochdruckpumpenintegralverstärkungsfaktor 352 (bevorzugterweise einer programmierbaren Konstante oder Skalar) einem variablen Integralverstärkungsfaktor 354, der basierend auf dem Pumpenausstoß 320 bestimmt wird, und dem Druckfehler 306. Ebenso bestimmt der PID-Regler 332 einen differenzierten Term in Block 360, der auf einem Hochdruckpumpendifferentialverstärkungsfaktor 362 (bevorzugterweise eine programmierbare Kon stante oder Skalar), einem variablen Differenzialverstärkungsfaktor 364, der auf dem Pumpenausstoß 320 und auf dem Druckfehler 306 basiert. Die variablen Steuerungsterme werden in Block 370 kombiniert, um ein geeignetes Steuersignal für die Hochdruckpumpe oder das Dosierventil zu bestimmen, das durch Block 340 repräsentiert wird.An optimal value control setpoint 330 can based on pump output 320 be determined and in combination with the PID controller 332 used to be a benchmark 340 to generate for the fuel pump and / or the proportional valve. The PID controller 332 calculates a proportional term in block 344 , preferably using a variable proportional gain 346 (preferably with a column) based on the pump output 320 , a high pressure pump proportional gain 348 (preferably a programmable constant or scalar) and a printing error 306 , The PID controller 332 also determines an integral term in block 350 based on a high pressure pump integral gain 352 (preferably a programmable constant or scalar) a variable integral gain factor 354 based on pump output 320 is determined, and the misprint 306 , The PID controller also determines 332 a differentiated term in block 360 based on a high pressure pump differential gain 362 (preferably a programmable constant or scalar), a variable differential gain 364 that on the pump output 320 and on the misprint 306 based. The variable control terms are in block 370 combined to determine a suitable control signal for the high pressure pump or the metering valve, which by block 340 is represented.

Die 4 und 5 liefern Kurven, die ein Verfahren zur Bestimmung der Überlaufkraftstoffsteuermengen und -leckagemengen zur Steuerung des Leitungsdrucks gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen. Der Graph 400 in 4 zeigt die Kraftstoffmenge pro Zyklus als eine Funktion der Motordrehzahl zur Bestimmung des Leckagekraftstoffs 410 und des Steuerungskraftstoffs 420 in einer typischen Anwendung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Der Graph 500 in 5 zeigt die Kraftstoffmenge in Liter pro Stunde als eine Funktion der Motordrehzahl für den Überlaufsteuerungskraftstoff 510 und den Überlaufleckagekraftstoff 520. Beide Kurven gehen von einem konstanten Leitungsdruck und einer konstanten eingespritzten Kraftstoffmenge pro Zylinder pro Zyklus aus. Die Mengen werden im Allgemeinen empirisch bestimmt und werden dazu verwendet, die entsprechende Tabelle, wie zuvor beschrieben, zu füllen. Dennoch können andere Verfahren, alleine oder in Kombination mit einer empirischen Bestimmung, zum Erzeugen von Einstellungsinformationen für eine bestimmte Anwendung verwendet werden.The 4 and 5 provide curves that represent a method of determining overflow fuel control amounts and leakage amounts to control line pressure in accordance with the present invention. The graph 400 in 4 shows the amount of fuel per cycle as a function of engine speed to determine the leak fuel 410 and the control fuel 420 in a typical application according to an embodiment of the present invention. The graph 500 in 5 shows the amount of fuel in liters per hour as a function of engine speed for the overflow control fuel 510 and the overflow leak fuel 520 , Both curves assume a constant line pressure and a constant injected fuel quantity per cylinder per cycle. The quantities are generally determined empirically and are used to fill the corresponding table as previously described. However, other methods, alone or in combination with an empirical determination, can be used to generate setting information for a particular application.

Wie in 4 zu sehen, sinkt der Leckagekraftstoff pro Zyklus 410 während die Motordrehzahl steigt wegen der kürzeren Zyklusdauer und der im Allgemeinen konstanten Leckagerate, die in erster Linie als eine Funktion des Leitungsdrucks variiert. Die Steuerungskraftstoffmenge 420, die in erster Linie als eine Funktion der Injektorerregungszeit und des Leitungsdrucks variiert, ist für jeden Zylinder bei konstant eingespritztem Kraftstoff pro Zyklus und konstantem Leitungsdruck relativ konstant.As in 4 to see the leakage fuel drop per cycle 410 while engine speed increases because of the shorter cycle time and the generally constant leakage rate, which varies primarily as a function of line pressure. The control fuel amount 420 , which varies primarily as a function of injector excitation time and line pressure, is relatively constant for each cylinder with constant injected fuel per cycle and line pressure.

Wie in 5 gezeigt wird, ist der Überlaufleckagekraftstoff 520, der als eine Rate in Liter pro Stunde spezifiziert ist, im Allgemeinen konstant, weil er in erster Linie als eine Funktion des Leitungsdrucks variiert, der in dieser Darstellung als konstant angenommen wird. Die Überlaufsteuerungskraftstoffmenge 510 steigt im Allgemeinen linear mit steigender Motordrehzahl an, durch die korrespondierende, steigende Anzahl von Zyklen pro Stunde mit einer konstanten Steuermenge pro Zyklus (420, 4).As in 5 is shown is the overflow leak fuel 520 , which is specified as a rate in liters per hour, generally constant because it varies primarily as a function of line pressure, which is assumed to be constant in this representation. The overflow control fuel amount 510 generally increases linearly with increasing engine speed, due to the corresponding, increasing number of cycles per hour with a constant control amount per cycle ( 420 . 4 ).

Die Verwendung der Beziehung zwischen dem Überlaufsteuerungskraftstoff und dem Überlaufleckagekraftstoff an zwei willkürlichen Betriebspunkten (beispielsweise bei 600 Umdrehungen pro Minute und bei 1200 Umdrehungen pro Minute) liefert zwei Gleichungen und mit zwei Unbekannten, die einfach gelöst werden können, um die Steuermengen und die Leckagemengen zu bestimmen. Alternativ kann der Überlaufleckagekraftstoff durch das Variieren des Leitungsdrucks und durch Nichteinspritzen jeglichen Kraftstoffs bestimmt werden. So wird kein Überlaufsteuerungskraftstoff verwendet und der gesamte Injektorüberlaufkraftstoff kommt von den Leckagen. Wenn der Leckagekraftstoff einmal bestimmt ist, kann entsprechend der Steuerungskraftstoff bestimmt werden. Der Überlaufsteuerungskraftstoff und der übergelaufene Leckagekraftstoff können dann bei der Bestimmung des Pumpenausstoßes und der Steuerung des Proportionalventils (oder gleichbedeutend der Hochdruckkraftstoffpumpe) verwendet werden, um den gewünschten Common-Rail-Leitungsdruck, wie oben beschrieben, zu liefern.The use of the relationship between the overflow control fuel and the overflow leak fuel on two arbitrary Operating points (for example at 600 revolutions per minute and at 1200 revolutions per minute) gives two equations and with two unknowns that can be easily solved to the tax amounts and to determine the amount of leakage. Alternatively, the overflow leak fuel by varying the line pressure and by not injecting any fuel. So no overflow control fuel used and all the injector overflow fuel comes from the leaks. Once the leak fuel is determined, it can be determined according to the control fuel. The overflow control fuel and the defected Leakage fuel can then when determining the pump output and controlling the proportional valve (or equivalent to the high pressure fuel pump) are used to the one you want Common rail line pressure as described above.

6 zeigt einen Querschnitt eines Kraftstoffinjektors aus dem Stand der Technik, der Durchflusspassagen für Steuerungskraftstoff, Leckagekraftstoff und eingespritzten Kraftstoff zeigt, verwendet bei der Bestimmung des Überlaufkraftstoffs gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Ein Injektor 600 umfasst einen Injektorkörper 602 mit einer Düsenmutter 604, um den unteren Teil des Injektors 600 in einem zugehörigen Motorzylinder zu sichern. Eine Anzahl von inneren Injektorkomponenten tragen zur Lieferung einer Menge eingespritzten Kraftstoffs in den dazugehörigen Zylinder als Antwort auf ein Befehlssignal der Motorsteuerung bei. Wenn in einen laufenden Motor eingebaut, liefert das Common-Rail-Kraftstoffsystem Hochdruckkraftstoff zu einer Hochdruckversorgung 606. Der druckbeaufschlagte Kraftstoff läuft durch eine gesteuerte Eingangsmündung oder z-Loch 610 innerhalb eines Ventilstücks 620 und bringt eine Abwärtsdichtungskraft auf eine Stößelstange 612 auf. Der Hochdruckkraftstoff wird in erster Linie durch einen Dichtring 614 eingeschlossen und ihm wird selektiv erlaubt, durch eine überwachte Ausgangsöffnung oder a-Loch 616 in dem Ventilteil 620 während der Injektoransteuerung zu fließen, wenn es einem Ventilball 630 erlaubt wird, sich aus seinem Sitz zu bewegen. Wenn der Injektor abgeschaltet wird, wird die Kraft, die durch den Hochdruckkraftstoff auf die Stößelstange 612 ausgeübt wird und proportional zu der Oberfläche der Stößelstange 612 ist, zu einem Zwischenstift 632 und einer Nadel 634 geleitet. Diese Abwärtskraft in Ergänzung zu der Kraft, die durch die Düsenfeder 636 auf den Zwischenstift 632 ausgeübt wird, überwindet die Aufwärtskraft, die durch den auf Nadel 334 wirkende Hochdruckkraftstoff entstanden ist, um die Nadel 634 in ihrem Sitz zu halten und hindert den Kraftstoff daran, in den Zylinder einzutreten. Jeglicher Kraftstoff, der durch die internen Injektorkomponenten leckt, wie z.B. der Hochdruckdichtungsring 614, das Ventilteil 620 oder der Ventilball 630, ist Überlaufleckagekraftstoff und wird zu der Kraftstoffzufuhr durch eine Kraftstoffrückführung 640 zurückgeleitet. Wie in 2 beschrieben und dargestellt wird der Rücklauf- oder Überlaufkraftstoffdruck in einer Ausgestaltung durch den Druckregler 220 bei ungefähr 1,3 bis 2,0 bar Absolutdruck gehalten. 6 FIG. 14 shows a cross section of a prior art fuel injector showing flow passages for control fuel, leak fuel, and injected fuel used in determining the overflow fuel according to an embodiment of the present invention. An injector 600 includes an injector body 602 with a nozzle nut 604 to the lower part of the injector 600 secure in an associated engine cylinder. A number of internal injector components help deliver a quantity of injected fuel into the associated cylinder in response to an engine control command signal. When installed in a running engine, the common rail fuel system delivers high pressure fuel to a high pressure supply 606 , The pressurized fuel runs through a controlled inlet orifice or z-hole 610 within a valve piece 620 and applies a downward sealing force to a push rod 612 on. The high pressure fuel is primarily through a sealing ring 614 trapped and allowed selectively, through a monitored exit opening or a-hole 616 in the valve part 620 to flow during injector control if there is a valve ball 630 allowed to move out of his seat. When the injector is turned off, the force exerted by the high pressure fuel on the push rod 612 is exercised and proportional to the surface of the push rod 612 is an intermediate pin 632 and a needle 634 directed. This downward force complements the force exerted by the nozzle spring 636 on the intermediate pin 632 Exerted, the upward force overcome by that on needle 334 acting high pressure fuel has emerged around the needle 634 in their seat and prevents the fuel from entering the cylinder. Any fuel that leaks through the internal injector components, such as the high pressure seal ring 614 , the valve part 620 or the valve ball 630 , is overflow leak fuel and becomes fuel supply through a fuel return 640 returned. As in 2 The return or overflow fuel pressure is described and illustrated in one embodiment by the pressure regulator 220 maintained at about 1.3 to 2.0 bar absolute pressure.

Während der Ansteuerung des Injektors 600 erhält die Magnetbaugruppe 650 ein Befehlssignal der Motorsteuerung, das die Magnetbaugruppe 650 ansteuert den Armaturstift 652 gegen die Kraft der Ventilfeder 654 zu heben. Dies erlaubt dem Ventilball 630, sich aus seinem Sitz zu heben und den Hochdruckkraftstoff durch die Ausgangsöffnung (a-Loch) 630 in die Kraftstoffrückführungspassage 640 zu fließen. Dieser Kraftstoff ist der Überlaufinjektorsteuerungskraftstoff. Der Bereich der Ausgangsöffnung ist größer als der Bereich der Eingangsöffnung, so dass sich die Strömung des Kraftstoffs durch die Steuerungskammer den Steuerungskammerdruck verringert (und die resultierende Kraft auf die Stößelstange 612) relativ zu der Hochdruckversorgung 606. Dies erlaubt der Aufwärtskraft, ausgeübt durch die Düsennadel 634 (immer noch der Hochdruckversorgung 606 ausgesetzt) die Abwärtskraft zu überwinden, die durch die Düsenfeder 636 und die Stößelstange 612 ausgeübt wird, so dass sich die Nadel 634 aus ihrem Sitz bewegt und dem Hochdruckkraftstoff erlaubt durch die Düsenspitze 660 in den Zylinder einzutreten. Wenn das Injektorbefehlssignal abgeschaltet wird, treibt die Ventilfeder 654 den Ventilball 630 zurück in seinen Sitz, um den Steuerungskammerdruck zu erhöhen, der die Nadel 634 zum Schließen und den Einspritzvorgang zu Stoppen veranlaßt.During the control of the injector 600 receives the magnet assembly 650 a command signal from the motor controller that the magnet assembly 650 controls the valve pin 652 against the force of the valve spring 654 to lift. This allows the valve ball 630 to rise from its seat and the high pressure fuel through the exit opening (a-hole) 630 into the fuel return passage 640 to flow. This fuel is the overflow injector control fuel. The area of the exit port is larger than the area of the entry port, so that the flow of fuel through the control chamber reduces the control chamber pressure (and the resulting force on the push rod 612 ) relative to the high pressure supply 606 , This allows the upward force exerted by the nozzle needle 634 (still the high pressure supply 606 exposed) to overcome the downward force caused by the nozzle spring 636 and the push rod 612 is exercised so that the needle 634 moved out of their seat and the high pressure fuel allowed through the nozzle tip 660 to enter the cylinder. When the injector command signal is turned off, the valve spring drives 654 the valve ball 630 back into its seat to increase the control chamber pressure that the needle 634 to close and stop the injection process.

Wie durch den vorliegenden Erfinder erkannt, zeigt eine Analyse des Injektorbetriebs, wie oben Beschrieben und verifiziert durch empirische Ergebnisse, dass die Menge des Injektorüberlaufsteuerungskraftstoffes als eine Funktion der Injektorerregungszeit und des Common-Rail-Leitungsdrucks schwankt, während der Injektorüberlaufleckagekraftstoff im Allgemeinen unabhängig von der Injektorerregungszeit ist und nur mit dem Common-Rail-Leitungsdruck schwankt.As by the present inventor detected, shows an analysis of the injector operation, as described above and verified by empirical results that the amount of Injektorüberlaufsteuerungskraftstoffes as a function of injector excitation time and common rail line pressure fluctuates during the Injektorüberlaufleckagekraftstoff generally independent of the injector excitation time and only with the common rail line pressure fluctuates.

Ein Blockdiagramm, das den Betrieb einer Ausgestaltung eines Systems oder Verfahrens zur Steuerung eines Motors mit einem Common-Rail-Flüssigkeitsverteilungssystem unter Verwendung einer Überlaufkraftstoffbestimmung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, ist in 7 dargestellt. Wie es durch jemanden mit Kenntnis aus dem Stand der Technik gewürdigt werden wird, repräsentiert das Blockdiagramm in 7 eine Steuerungslogik, die durch Hardware, Software oder einer Kombination von Hardware und Software ausgeführt oder bewirkt werden kann. Die verschiedenen Funktionen werden bevorzugterweise durch einen programmierten Mikroprozessor bewirkt, wie z.B. enthaltend in der DDEC-Steuerungseinheit, hergestellt durch die Detroit Diesel Corporation, Detroit, Michigan, USA. Natürlich kann die Steuerung des Motors/Fahrzeugs und/oder der verbundenen Komponenten eine oder mehrere Funktionen umfassen, die durch zuverlässige Elektrik, Elektronik oder integrierte Schaltkreise (ICs) oder Regler durchgeführt werden. Wie es ebenfalls durch jemanden mit Kenntnis aus dem Stand der Technik gewürdigt werden wird, kann die Steuerungslogik unter der Verwendung jeder Anzahl bekannter Programmier- und Prozesstechniken oder -strategien durchgeführt werden und ist nicht begrenzt zu der Abfolge oder Sequenz, die in 7 dargestellt ist. Beispielsweise wird typischerweise eher eine unterbrechungs- oder ereignisgesteuerte Ablaufsteuerung in Echtzeitsteuerungsanwendungen eingesetzt, wie z.B. bei der Steuerung eines Motors oder eines Fahrzeuges, als eine rein sequenzielle Strategie, wie dargestellt. Ebenso können parallel ablaufende (parallel processing), Mehrprogramme (multi-tasking) oder mehrgängige (multi-threaded) Systeme und Verfahren benutzt werden, um die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu schaffen. Die Erfindung ist unabhängig von der speziellen Programmiersprache, dem Betriebssystem, dem Prozessor oder der Schaltung, die gebraucht werden, um die dargestellte Steuerungslogik hervorzubringen und/oder durchzuführen. Ebenfalls können verschiedene Funktionen, abhängig von der speziellen Programmiersprache und Prozessstrategie in der dargestellten Sequenz zu einer im Wesentlichen gleichen Zeit oder in einer unterschiedlichen Sequenz durchgeführt werden, während sich die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung zeigen. Die dargestellten Funktionen können modifiziert oder in manchen Fällen ausgelassen werden, ohne sich von dem Geist oder dem Bereich der vorliegenden Erfindung zu entfernen.A block diagram illustrating the operation of an embodiment of a system or method for controlling an engine with a common rail liquid distribution system using an overflow fuel determination according to the present invention is in FIG 7 shown. The block diagram in FIG. 4 represents how it will be appreciated by someone with knowledge of the prior art 7 control logic that can be executed or effected by hardware, software, or a combination of hardware and software. The various functions are preferably carried out by a programmed microprocessor, such as contained in the DDEC control unit manufactured by Detroit Diesel Corporation, Detroit, Michigan, USA. Of course, control of the engine / vehicle and / or the connected components may include one or more functions performed by reliable electrical, electronic, or integrated circuits (ICs) or regulators. As will also be appreciated by someone skilled in the art, the control logic can be performed using any number of known programming and process techniques or strategies and is not limited to the sequence or sequence described in 7 is shown. For example, an interrupt or event driven sequencer is typically used in real-time control applications, such as controlling an engine or vehicle, rather than a purely sequential strategy, as shown. Likewise, parallel processing, multiple programs (multi-tasking) or multi-threaded (multi-threaded) systems and methods can be used to create the tasks, features and advantages of the present invention. The invention is independent of the special programming language, the operating system, the processor or the circuit which are used to produce and / or carry out the control logic shown. Also, various functions, depending on the particular programming language and process strategy in the sequence shown, can be performed at substantially the same time or in a different sequence, while showing the features and advantages of the present invention. The functions depicted may be modified or, in some cases, omitted without departing from the spirit or scope of the present invention.

In verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung wird die dargestellte Steuerungslogik in erster Linie durch die Software durchgeführt und ist in dem compu terlesbaren Speichermedium innerhalb des ECMs gespeichert. Wie durch eine der Fähigkeiten innerhalb des Standes der Technik gewürdigt, können einige Steuerungsparameter, Anweisungen und Einstellinformationen, die innerhalb des ECMs gespeichert sind, selektiv durch den Fahrzeugbesitzer/-bediener modifiziert werden, während andere Informationen autorisiertem Service- oder Firmenpersonal vorbehalten sind. Das computerlesbare Speichermedium kann auch dazu benutzt werden, Motor/Fahrzeugbetriebsinformationen und Diagnoseinformationen abzuspeichern. Obwohl nicht speziell dargestellt, können verschiedene Schritte oder Funktionen abhängig von dem angewendeten Prozesstyp wiederholt ausgeführt werden.In different configurations In the present invention, the illustrated control logic is shown in performed primarily by the software and is in the computer readable Storage medium stored within the ECM. Like one of the Skills recognized within the state of the art, some control parameters, Instructions and setting information stored within the ECM be selectively modified by the vehicle owner / operator, while other information authorized service or company personnel are reserved. The computer-readable storage medium can also do this used are engine / vehicle operating information and diagnostic information save. Although not specifically shown, different ones can Steps or functions dependent of the process type used to be executed repeatedly.

In der in der 7 dargestellten, repräsentativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bestimmt der Block 700 einen Leitungsdruck innerhalb des Common-Rail-Kraftstoffverteilungssystems. Wie oben beschrieben wird der Leitungsdruck bevorzugterweise unter Verwendung eines Signals von einem angeschlossenen Sensor bestimmt. Dennoch kann der Leitungsdruck unter Verwendung anderer Verfahren bestimmt werden, wie z.B. durch Beeinflussung oder Annahme des Leitungsdrucks von verschiedenen anderen Motorbetriebsparameter. Abhängig von der speziellen Ausgestaltung kann der Überlaufkraftstoff, wie durch den Pfad 702 oder den Pfad 704 dargestellt, bestimmt werden. Für die Ausgestaltung, die durch den Pfad 702 repräsentiert ist, wird die Motordrehzahl bestimmt, die durch den Block 706 repräsentiert ist. Eine Überlaufkraftstoffannahme wird danach, wie durch den Block 708 repräsentiert, unter Verwendung des Leitungsdrucks, der in Block 700 ermittelt wird und der Motordrehzahl, die in Block 706 bestimmt wird, bestimmt. Wie oben beschrieben, kann die Überlaufkraftstoffannahme in einer zweidimensionalen Tabelle mit Zugriff durch Leitungsdruck und Motordrehzahl gespeichert werden. Alternativ bestimmt die durch den Pfad 704 dargestellte Ausgestaltung eine Injektorerregungszeit, wie durch Block 710 repräsentiert. Der Injektorüberlaufleckagekraftstoff wird danach bevorzugterweise unter Verwendung einer Tabelle mit aus dem Leitungsdruck bestimmt, wie durch den Block 712 repräsentiert. Der Leitungsdruck und die Injektorerregungszeit werden danach verwendet, um eine Injektorüberlaufsteuerungskraftstoffmenge zu bestimmen, wie durch Block 714 repräsentiert.In the in the 7 represented, representative embodiment of the present invention determines the block 700 a line pressure within the common rail fuel distribution system. As described above, the line pressure is preferably determined using a signal from a connected sensor. Nevertheless, line pressure can be determined using other methods, such as by influencing or accepting line pressure from various other engine operating parameters. Depending on the particular design, the overflow fuel can flow through the path 702 or the path 704 represented, determined. For the design by the path 702 is represented, the engine speed is determined by the block 706 is represented. An overflow fuel acceptance will then occur, as through the block 708 represented using the line pressure contained in block 700 is determined and the engine speed in block 706 is determined, determined. As described above, the overflow fuel acceptance can be stored in a two-dimensional table with access by line pressure and engine speed. Alternatively, it is determined by the path 704 embodiment shown an injector excitation time, as by block 710 represents. The injector overflow leak fuel is then preferably determined using a line pressure table, such as by the block 712 represents. The line pressure and injector excitation time are then used to determine an injector overflow control fuel amount, as by block 714 represents.

Der Block 716 bestimmt die Menge des eingespritzten Kraftstoffs. Der Pumpenausstoß kann danach basierend auf der Überlaufkraftstoffbestimmung und der eingespritzten Kraftstoffbestimmung ermittelt werden, wie es durch den Block 718 repräsentiert ist. Der Leitungsdruck wird danach unter Verwendung des Pumpenausstoßes gesteuert, wie es durch den Block 720 repräsentiert ist. Die Drucksteuerung kann die Bestimmung des dazugehörigen Optimalwert- und Regler (PID)terms umfassen, wie es durch den Block 722 repräsentiert ist. Ein geeignetes Steuersignal wird danach generiert, um ein Proportionalventil und/oder eine Hochdruckkraftstoffpumpe anzusteuern, repräsentiert durch den Block 724, um den gewünschten Common-Rail-Leitungsdruck zu erreichen.The block 716 determines the amount of fuel injected. The pump output can then be determined based on the overflow fuel determination and the injected fuel determination, as indicated by the block 718 is represented. The line pressure is then controlled using the pump output as it is through the block 720 is represented. The pressure control may include determining the associated optimal value and controller (PID) terms as determined by the block 722 is represented. A suitable control signal is then generated to control a proportional valve and / or a high pressure fuel pump, represented by the block 724 to achieve the desired common rail line pressure.

Wie oben beschrieben, liefert die vorliegende Erfindung verschiedene Systeme und Verfahren zur Bestimmung des Überlaufinjektorkraftstoffs zur Verwendung in der Drucksteuerung eines Common-Rail-Flüssigkeitsverteilungssystems. Die Erfindung kann verwendet werden, um die Funktion und die Emissionen des Common-Rail-Systems zu verbessern und kann zu verbesserten Fahreigenschaften bei einer Fahrzeuganwendung führen. Einige Ausgestaltungen können den notwendigen Einstellungsaufwand und die Steuerungsspeicheranforderungen reduzieren, während sie ebenfalls die Steuerungsgenauigkeit im Vergleich zu Ausführungen des Standes der Technik verbessern.As described above, the present invention various systems and methods for determination of the overflow injector fuel for use in the pressure control of a common rail liquid distribution system. The invention can be used to control the function and emissions of the common rail system improve and can lead to improved driving characteristics at a Run vehicle application. Some configurations can the necessary adjustment effort and the control memory requirements reduce while they also control accuracy compared to designs improve the state of the art.

Während Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es nicht beabsichtigt, dass diese dargestellten und beschriebenen Ausgestaltungen alle möglichen Formen der Erfindung sind. Die Worte, die in der Beschreibung verwendet wurden, sind mehr beschreibende Worte als limitierende Worte und es ist so zu verstehen, dass verschiedene Veränderungen durchgeführt werden können, ohne sich von dem Geist und dem Schutzbereich der beschriebenen und beanspruchten Erfindung zu entfernen.While embodiments of the invention have been shown and described, it is not intended that these illustrated and described configurations are all possible forms of the invention. The words used in the description are more descriptive than limiting words and it is to be understood that various changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as described and claimed.

Claims (24)

Verfahren zur Steuerung eines Mehrfachzylinderverbrennungsmotors, der ein Common-Rail-Kraftstoffverteilungssystem hat, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Motordrehzahl; Bestimmen eines Leitungsdrucks; Bestimmen einer Überlaufkraftstoffmenge, basierend auf der Motordrehzahl und dem Leitungsdruck; und Steuern eines Drucks innerhalb des Common-Rail-Kraftstoffverteilungssystems unter Vewendung der Überlaufkraftstoffmenge.Method for controlling a multi-cylinder internal combustion engine, who has a common rail fuel distribution system, the method includes: Determining an engine speed; Determine one Line pressure; Determine an overflow fuel amount based on engine speed and line pressure; and Control one Pressure within the common rail fuel distribution system Use of the overflow fuel amount. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns ein Bestimmen einer gepumpten Kraftstoffmenge umfasst, die auf der Überlaufkraftstoffmenge basiert.The method of claim 1, wherein the step of Controlling comprises determining a pumped fuel quantity, on the overflow fuel amount based. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns ein Steuern eines Proportionalventils umfasst, das stromaufwärts einer Kraftstoffpumpe angeordnet ist, die Kraftstoff zu der Common-Rail-Leitung pumpt.The method of claim 1, wherein the step of Controlling includes controlling a proportional valve upstream of one Fuel pump is arranged, which pumps fuel to the common rail line. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens einer Überlaufkraftstoffmenge ein Zugreifen auf eine Tabelle umfasst, die auf der Motordrehzahl und dem Leitungsdruck basiert.The method of claim 1, wherein the step of Determining an overflow fuel amount includes accessing a table based on the engine speed and line pressure based. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns des Druckes ein Liefern eines Sollwertes für die Optimalwertsteuerung unter Verwendung der Überlaufkraftstoffmenge umfasst.The method of claim 1, wherein the step of Controlling the pressure supplying a setpoint for the optimal value control using the overflow fuel amount includes. Verfahren nach Anspruch 5, weiter umfassend: Bestimmen einer Menge des eingespritzten Kraftstoffes; wobei der Optimalwertsteuerungssollwert bestimmt wird, der auf dem eingespritzten Kraftstoff und dem Überlaufkraftstoff basiert.The method of claim 5, further comprising: Determine an amount of the injected fuel; where the optimum value control setpoint is determined on the injected fuel and the overflow fuel based. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Überlaufkraftstoffmenge eine erste Komponente, basierend auf dem Leitungsdruck, und eine zweite Komponente, basierend auf dem Leitungsdruck und der Erregungszeit, umfasst.The method of claim 1, wherein the amount of overflow fuel a first component based on the line pressure and one second component, based on the line pressure and the excitation time. Verfahren zur Steuerung einer Mehrfachzylinderverbrennungskraftmaschine, die ein Common-Rail-Kraftstoffverteilungssystem hat, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Injektorerregungszeit; Bestimmen eines Leitungsdrucks; Bestimmen einer Leckagekraftstoffmenge, basierend auf dem Leitungsdruck; Bestimmen einer Steuerungskraftstoffmenge, basierend auf dem Leitungsdruck und der Injektorerregungszeit; und Steuern eines Drucks innerhalb des Common-Rail-Kraftstoffverteilungssystems unter Verwendung der Leckagekraftstoffmenge und der Steuerungskraftstoffmenge.Method for controlling a multi-cylinder internal combustion engine, which has a common rail fuel distribution system, the method includes: Determining an injector excitation time; Determine a line pressure; Determining a leak fuel amount, based on line pressure; Determining a control fuel amount, based on line pressure and injector excitation time; and Taxes a pressure within the common rail fuel distribution system using the leakage fuel amount and the control fuel amount. Verfahren nach Anspruch 8, das weiter ein Bestimmen einer eingespritzten Kraftstoffmenge umfasst, wobei der Schritt des Steuerns des Drucks ein Steuern des Drucks basierend auf der Leckagekraftstoffmenge, der Steuerungskraftstoffmenge und der eingespritzten Kraftstoffmenge umfasst.The method of claim 8, further determining an injected fuel amount, wherein the step of controlling the pressure, controlling the pressure based on the Leakage fuel amount, the control fuel amount and the injected Includes amount of fuel. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Steuerns des Drucks ein Bestimmen eines Pumpenausstoßes basierend auf der Leckagekraftstoffmenge, der Steuerungskraftstoffmenge und der eingespritzten Kraftstoffmenge umfasst.The method of claim 9, wherein the step of Controlling pressure based on determining pump output on the leak fuel amount, the control fuel amount and the amount of fuel injected. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Steuerns ein Steuern eines Proportionalventils umfasst, das stromaufwärts von der Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff zu der Common-Rail-Leitung liefert, angeordnet ist.The method of claim 8, wherein the step of Controlling includes controlling a proportional valve upstream of the fuel pump that supplies fuel to the common rail line, is arranged. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Bestimmens einer Leckagekraftstoffmenge ein Zugreifen auf eine Tabelle umfasst, die auf dem Leitungsdruck basiert.The method of claim 8, wherein the step of determining a leak fuel amount is a zu access a table that is based on the line pressure. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Bestimmens einer Steuerungskraftstoffmenge ein Zugreifen auf eine Tabelle basierend auf dem Leitungsdruck und der Injektorerregungszeit umfasst.The method of claim 8, wherein the step of Determining a control amount of fuel accessing one Table based on line pressure and injector excitation time includes. Computerlesbares Speichermedium, das Daten gespeichert hat, die Anweisungen repräsentieren, die durch einen Computer ausgeführt werden können, um eine Mehrfachzylinderverbrennungskraftmaschine, die ein Common-Rail-Kraftstoffverteilungssystem hat, zu steuern, wobei das computerlesbare Speichermedium umfasst: Anweisungen zum Bestimmen des Leitungsdrucks; Anweisungen zum Bestimmen einer Überlaufkraftstoffmenge basierend auf mindestens dem Leitungsdruck; und Anweisungen zum Steuern des Drucks innerhalb des Common-Rail-Kraftstoffverteilungssystems unter Verwendung der Überlaufkraftstoffmenge.Computer-readable storage medium that stores data has instructions that represent executed by a computer can be a multi-cylinder internal combustion engine that uses a common rail fuel distribution system has to control, the computer-readable storage medium comprising: instructions to determine the line pressure; Instructions to determine an overflow fuel amount based on at least the line pressure; and instructions to control the pressure within the common rail fuel distribution system using the overflow fuel amount. Computerlesbares Speichermedium aus Anspruch 14, das weiter Instruktionen zum Bestimmen einer Überlaufkraftstoffmenge basierend auf einer Überlaufkraftstoffmenge und einer Leckagekraftstoffmenge umfasst.The computer-readable storage medium of claim 14, that further based instructions for determining an overflow fuel amount on an overflow fuel amount and a leak fuel amount. Computerlesbares Speichermedium von Anspruch 15, das weiter Anweisungen zum Bestimmen der Injektorerregungszeit umfasst, wobei die Steuerungskraftstoffmenge basierend auf der Injektorerregungszeit und des Leitungsdrucks be stimmt wird und die Leckagekraftstoffmenge basierend nur auf dem Leitungsdruck bestimmt wird.The computer readable storage medium of claim 15, which further includes instructions for determining the injector excitation time, the control fuel amount based on the injector excitation time and the line pressure is determined and the leakage fuel quantity is determined based only on the line pressure. Computerlesbares Speichermedium von Anspruch 14, das weiter umfasst: Anweisungen zum Bestimmen der eingespritzten Kraftstoffmenge; und wobei die Anweisungen zum Bestimmen des Drucks Anweisungen zur Steuerung des Drucks basierend auf der eingespritzten Kraftstoffmenge und der Überlaufkraftstoffmenge umfassen.The computer readable storage medium of claim 14, which further includes: Instructions for determining the injected Fuel quantity; and the instructions for determining the Pressure instructions to control the pressure based on the injected Amount of fuel and the amount of overflow fuel include. Computerlesbares Speichermedium von Anspruch 14, das weiter umfasst: Anweisungen zum Bestimmen der Motordrehzahl; wobei die Anweisungen zum Bestimmen einer Überlaufkraftstoffmenge Anweisungen zum Bestimmen einer Überlaufkraftstoffmenge basierend auf der Motordrehzahl und dem Leitungsdruck umfassen.The computer readable storage medium of claim 14, which further includes: Instructions for determining engine speed; in which the instructions for determining an overflow fuel amount instructions to determine an overflow fuel amount based on engine speed and line pressure. Computerlesbares Speichermedium aus Anspruch 14, das weiter Anweisungen zum Steuern eines Proportionalventils zur Steuerung des Drucks umfasst.The computer-readable storage medium of claim 14, instructions for controlling a proportional valve Control of pressure includes. System zum Steuern eines Common-Rail-Kraftstoffverteilungssystems eines Mehrfachzylinderverbrennungsmotors, der einen jeweils einem Zylinder zugeordneten und mit einer Common-Rail-Kraftstoffleitung verbundenen Kraftstoffinjektor aufweist, wobei das System umfasst: eine mit der Common-Rail-Kraftstoffleitung verbundene Pumpe; einen mit der Common-Rail-Kraftstoffleitung verbundenen Drucksensor zur Erregung eines Signals, das den Druck innerhalb der Leitung anzeigt; und eine Steuerungseinheit in Verbindung mit dem Drucksensor, der Pumpe und den Injektoren, wobei die Steuerungseinheit eine Menge von Überlaufkraftstoff basie rend wenigstens zum Teil auf dem Signal, das den Druck innerhalb der Leitung anzeigt, bestimmt und die Pumpe basierend auf dem Überlaufkraftstoff steuert, um den Druck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung zu steuern.System for controlling a common rail fuel distribution system a multi-cylinder internal combustion engine, each one Cylinder assigned and connected to a common rail fuel line Fuel injector, the system comprising: a pump connected to the common rail fuel line; one pressure sensor connected to the common rail fuel line Energizing a signal indicative of the pressure within the line; and a control unit in connection with the pressure sensor, the pump and the injectors, the control unit a lot of overflow fuel based at least in part on the signal within the pressure the line displays, determines and the pump based on the overflow fuel controls to the pressure within the common fuel line to control. System nach Anspruch 20, das weiter einen Motordrehzahlsensor in Verbindung mit der Steuereinheit umfasst, wobei die Steuereinheit den Überlaufkraftstoff basierend auf einem Signal des Motordrehzahlsensors und dem Signal, das den Druck innerhalb der Leitung anzeigt, bestimmt.The system of claim 20, further comprising an engine speed sensor in connection with the control unit, wherein the control unit the overflow fuel based on a signal from the engine speed sensor and the signal, that indicates the pressure within the line. System nach Anspruch 20, wobei die Steuereinheit die Menge des Überlaufkraftstoffs basierend auf einer Menge eines Leckagekraftstoffs bestimmt, wobei der Leckagekraftstoff nur auf dem Druck innerhalb der Leitung basierend bestimmt wird.21. The system of claim 20, wherein the controller the amount of overflow fuel determined based on an amount of a leak fuel, where the leakage fuel is based only on the pressure within the line is determined. System nach Anspruch 20, wobei die Steuereinheit die Menge des Überlaufkraftstoffs basierend auf einer Menge eines Steuerungskraftstoffs bestimmt, der zur Ansteuerung des Injektors benutzt wird, wobei der Steuerungskraftstoff basierend auf dem Druck innerhalb der Leitung und der Injektorerregungszeit bestimmt wird.21. The system of claim 20, wherein the controller the amount of overflow fuel determined based on an amount of control fuel, which is used to control the injector, the control fuel based on the pressure within the line and the injector excitation time is determined. System nach Anspruch 20, wobei die Steuerungseinheit den Pumpenausstoß basierend auf einer Menge des eingespritzten Kraftstoffs und der Menge des Überlaufkraftstoffs bestimmt, wobei die Menge des Überlaufkraftstoffs unter Verwendung einer ersten Tabelle, die auf dem Leitungsdruck basiert, zur Bestimmung einer Leckagemenge und einer zweiten Tabelle, die auf dem Leitungsdruck und der Injektorerregungszeit basiert, zur Bestimmung einer Steuerungsmenge, bestimmt wird.21. The system of claim 20, wherein the control unit based on pump output on an amount of the injected fuel and the amount of the overflow fuel determined, the amount of overflow fuel using a first table based on the line pressure based, for determining a leakage quantity and a second table, which is based on the line pressure and the injector excitation time, for determining a control amount.
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